(57)【要約】  本発明は、溶融ガラスの減圧脱泡の効果に優れた減圧脱泡装置の提供を目的の１つとする。  本発明は、内部の気圧が大気圧未満に設定され、供給された溶融ガラスＧ中の泡を浮上および破泡させる減圧脱泡槽３を具備する溶融ガラスの減圧脱泡装置１００であって、少なくとも２つの接続通路１４、１５により減圧脱泡槽３の溶融ガラス収容部より上の空間と接続される中空構造の雰囲気制御部１６と、雰囲気制御部１６に形成された減圧用の排気口１７と、が設けられており、減圧脱泡槽３から雰囲気制御部１６へとガスが流れる流入側接続通路１５の出口側の開口部１８周囲に、前記ガスの流れを整える整流部材２０が設けられてなる。
2012014906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部の気圧が大気圧未満に設定され、供給された溶融ガラス中の泡を浮上および破泡させる減圧脱泡槽を具備する溶融ガラスの減圧脱泡装置であって、
少なくとも２つの接続通路により前記減圧脱泡槽の溶融ガラス収容部より上の空間と接続される中空構造の雰囲気制御部と、前記雰囲気制御部に形成された減圧用の排気口と、が設けられており、
前記減圧脱泡槽から前記雰囲気制御部へと溶融ガラスから発生したガスが流れる流入側接続通路の出口側の開口部周囲に、前記ガスの流れを整える整流部材が設けられてなる溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項２】
前記流入側接続通路が、前記雰囲気制御部の外周部より内側において、減圧脱泡槽の溶融ガラス収容部の上部空間と前記雰囲気制御部との間で接続されてなる請求項１に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項３】
前記整流部材が、前記流入側接続通路の出口側の開口部の少なくとも半周を覆って該開口部と前記雰囲気制御部の外周部との間を仕切る整流壁部を備えてなる請求項１または２に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項４】
前記整流部材の前記整流壁部内面に、前記減圧脱泡槽から前記流入側接続通路の出口側の開口部を介して前記雰囲気制御部へと流れるガスの流れを前記雰囲気制御部から減圧脱泡槽に通じる流出側接続通路側に誘導する案内面が形成されてなる請求項３に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項５】
前記整流部材の前記整流壁部が、前記流入側接続通路の出口側の開口部の全周を囲むように形成されてなる請求項３または４に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項６】
前記整流部材が、前記流入側接続通路の出口側の開口部からのガスを該整流部材内部に導入する導入部と、該開口部から該整流部材内部に導入されたガスを前記雰囲気制御部へと導出する導出部とを備えてなる請求項１〜５のいずれか一項に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項７】
前記整流部材の形状が管状である請求項１〜６のいずれか一項に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項８】
前記流入側接続通路の出口側の開口部が形成された位置における前記雰囲気制御部の室内の高さをＨとし、前記整流部材高さの最大値をｈとしたとき、１／４≦ｈ／Ｈ≦３／４の関係を満たす請求項１〜７のいずれか一項に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項９】
前記減圧脱泡槽の溶融ガラス収容部より上の空間内、前記少なくとも２つの接続通路の内部、または前記雰囲気制御部の内部のいずれかにガス供給手段が設けられてなる請求項１〜８のいずれか一項に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項１０】
前記減圧脱泡槽と前記雰囲気制御部を囲い真空吸引されて内部が減圧される減圧ハウジングと、この減圧ハウジング内に設けられ、溶融ガラスの減圧脱泡を行うための減圧脱泡槽と、該減圧脱泡槽に溶融ガラスを供給するための供給機構と、脱泡後の溶融ガラスを次工程に送るための送出機構とを具備してなる請求項１〜９のいずれか一項に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の減圧脱泡装置を用いた溶融ガラスの減圧脱泡方法。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の減圧脱泡装置を用いて、前記減圧脱泡槽から前記雰囲気制御部へと溶融ガラスから発生したガスが流れる流入側接続通路の出口側の開口部周囲に設けた前記整流部材によって前記ガスの流れを整えて溶融ガラスを脱泡処理する溶融ガラスの減圧脱泡方法。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の減圧脱泡装置と、該減圧脱泡装置よりも上流側に設けられたガラス原料を溶融して溶融ガラスを製造する溶融手段と、前記減圧脱泡装置よりも下流側に設けられた溶融ガラスを成形する成形手段と、成形後のガラスを徐冷する徐冷手段とを備えたガラス製品の製造装置。
【請求項１４】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の減圧脱泡装置により溶融ガラスを脱泡処理する工程と、前記減圧脱泡装置よりも上流側でガラス原料を溶融して溶融ガラスを製造する溶融工程と、前記減圧脱泡装置よりも下流側で溶融ガラスを成形する成形工程と、成形後のガラスを徐冷する徐冷工程とを含むガラス製品の製造方法。
【請求項１５】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の減圧脱泡装置により前記減圧脱泡槽から前記雰囲気制御部へと溶融ガラスから発生したガスが流れる流入側接続通路の出口側の開口部周囲に設けた前記整流部材によって前記ガスの流れを整えて溶融ガラスを脱泡処理する工程と、前記減圧脱泡装置よりも上流側でガラス原料を溶融して溶融ガラスを製造する溶融工程と、前記減圧脱泡装置よりも下流側で溶融ガラスを成形する成形工程と、成形後のガラスを徐冷する徐冷工程とを含むガラス製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融ガラスの減圧脱泡装置、溶融ガラスの減圧脱泡方法、ガラス製品の製造装置およびガラス製品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、成形されたガラス製品の品質向上のため、溶融槽でガラス原料を溶融した後、溶融ガラスを成形装置で成形する前に、溶融ガラス内に発生した気泡を除去する目的で減圧脱泡装置が用いられている。
前記減圧脱泡装置は、内部が所定の減圧度に保持された減圧脱泡槽内に溶融ガラスを通過させることにより、溶融ガラス内に含まれる気泡を比較的短時間に成長させ、大きく成長した気泡の浮力を利用して気泡を溶融ガラスの表面に浮上させ、溶融ガラスの表面で気泡を破泡させることで、効率良く溶融ガラスから気泡を除去する装置である。【０００３】
前記減圧脱泡装置により溶融ガラスから気泡を除去する減圧脱泡の効果を向上するにあたり、理論上は、溶融ガラス上方の雰囲気の減圧度を高めるほど（雰囲気の絶対圧を低くするほど）、減圧脱泡の効果が向上し、溶融ガラス流内の気泡が減少するはずである。しかし、実際には、溶融ガラス上方の雰囲気の減圧度がある段階に達すると、気泡の生成速度が破泡による気泡消滅速度を上回り、溶融ガラス表面で泡層が肥大化することにより、減圧脱泡能力が低下してしまう。このような現象を過減圧による泡層の肥大化という。結果として、溶融ガラス流内の気泡がかえって増加する。したがって、減圧脱泡の効果を十分発揮できる雰囲気の減圧度の範囲は狭く、大気圧の変動等の外的要因によっても減圧脱泡の効果が影響されることが問題となっていた。【０００４】
本発明者らは、前記問題を解決するため検討した結果、溶融ガラス表面で気泡が破泡することによって発生したガス成分が、溶融ガラスの上方に滞留することにより、減圧脱泡の効果が低下することを見出した。溶融ガラスの上方に溶融ガラスからのガス成分が滞留すると、溶融ガラス上方の雰囲気で溶融ガラスからのガス成分の分圧が高くなるので、溶融ガラス表面に浮上した気泡が破泡しにくくなり、減圧脱泡の効果が低下すると考えられる。そこで、本発明者らは先に、減圧脱泡槽内の溶融ガラスの上方空間にガス供給を行うことでガスの流れ（ガス流）を生じさせることにより、溶融ガラスからのガス成分の滞留を解消して、過減圧による泡層の肥大化を抑制し、減圧脱泡の効果を向上する技術を提案した（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００９／１０７８０１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者らが先に提案した特許文献１では、溶融ガラスが流通する減圧脱泡槽の上部に、少なくとも２本の接続管を介して接続された雰囲気制御部を設け、前記２本の接続管を介して減圧脱泡槽内の溶融ガラスの上方空間と雰囲気制御部とを循環するガス流を生じさせることにより溶融ガラスからのガス成分の滞留を解消させている。特許文献１においては、減圧脱泡槽と雰囲気制御部とを接続する接続管と、雰囲気制御部とで形成される開口部の上部空間を横切るように、雰囲気制御部にガスを供給することにより、前記ガス流を生じさせている。このような関係を満たすように雰囲気制御部にガスを供給することで、ベンチュリ効果により雰囲気制御部と減圧脱泡槽との間に圧力差が生じ、この圧力差によって雰囲気制御部と、減圧脱泡槽内の溶融ガラスの上方空間とを循環するガス流が生じるのである。【０００７】
なお、雰囲気制御部および減圧脱泡槽の溶融ガラスの上部空間における溶融ガラスからのガス成分の流れは、その流速の程度は別にして減圧脱泡槽の減圧操作によって、前述の供給するガスの有無によらず発生している。また、減圧脱泡槽および雰囲気制御部での温度勾配も、溶融ガラスからのガス成分に流れを付与する一因となる。【０００８】
特許文献１の方法では、ガス供給およびそのガス供給の位置が前提となっているが、前述の如くガス供給によらず、溶融ガラスからのガスの流れは存在している。そのため、特許文献１の開示とは別に、なるべくガス供給およびその位置の制約を受けずに、雰囲気制御部および減圧脱泡槽の溶融ガラスの上部空間における溶融ガラスからのガス成分の流れを滞留させない方法が望まれる。【０００９】
以上のような背景から本発明は、溶融ガラスの減圧脱泡の効果に優れた減圧脱泡装置、より具体的には、過減圧による泡層の肥大化によって減圧脱泡の効果の低下が防止された溶融ガラスの減圧脱泡装置の提供を目的とする。
本発明は、上述の減圧脱泡装置を用いる溶融ガラスの減圧脱泡方法、ガラス製品の製造装置およびガラス製品の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、鋭意検討を行った結果、以下のように、必ずしもガス供給をしなくても、溶融ガラスから発生するガスの流れを整流することにより、ガスの流れの停滞を少なくする方法を創出した。
すなわち、本発明は、内部の気圧が大気圧未満に設定され、供給された溶融ガラス中の泡を浮上および破泡させる減圧脱泡槽を具備する溶融ガラスの減圧脱泡装置であって、少なくとも２つの接続通路により前記減圧脱泡槽の溶融ガラス収容部より上の空間と接続される中空構造の雰囲気制御部と、前記雰囲気制御部に形成された減圧用の排気口と、が設けられており、前記減圧脱泡槽から前記雰囲気制御部へと溶融ガラスから発生したガスが流れる流入側接続通路の出口側の開口部周囲に、前記ガスの流れを整える整流部材が設けられてなる溶融ガラスの減圧脱泡装置を提供する。【００１１】
本発明の減圧脱泡装置において、前記流入側接続通路が、前記雰囲気制御部の外周部より内側において、減圧脱泡槽の溶融ガラス収容部の上部空間と前記雰囲気制御部との間で接続されてなることが好ましい。
本発明の減圧脱泡装置において、前記整流部材が、前記流入側接続通路の出口側の開口部の少なくとも半周を覆って該開口部と前記雰囲気制御部の外周部との間を仕切る整流壁部を備えてなることが好ましい。
本発明の減圧脱泡装置において、前記整流部材の前記整流壁部内面に、前記減圧脱泡槽から前記流入側接続通路の出口側の開口部を介して前記雰囲気制御部へと流れるガスの流れを前記雰囲気制御部から減圧脱泡槽に通じる流出側接続通路側に誘導する案内面が形成されてなることが好ましい。
本発明の減圧脱泡装置において、前記整流部材の前記整流壁部が、前記流入側接続通路の出口側の開口部の全周を囲むように形成されてなることが好ましい。【００１２】
本発明の減圧脱泡装置において、前記整流部材が、前記流入側接続通路の出口側の開口部からのガスを該整流部材内部に導入する導入部と、該開口部から該整流部材内部に導入されたガスを前記雰囲気制御部へと導出する導出部とを備えてなることが好ましい。
本発明の減圧脱泡装置において、前記整流部材の形状が管状であることが好ましい。
本発明の減圧脱泡装置において、前記流入側接続通路の出口側の開口部が形成された位置における前記雰囲気制御部の室内の高さをＨとし、前記整流部材高さの最大値をｈとしたとき、１／４≦ｈ／Ｈ≦３／４の関係を満たすことが好ましい。
本発明の減圧脱泡装置において、前記減圧脱泡槽の溶融ガラス収容部より上の空間内、前記少なくとも２つの接続通路の内部、または前記雰囲気制御部の内部のいずれかにガス供給手段が設けられてなることが好ましい。
本発明の減圧脱泡装置において、前記減圧脱泡槽と前記雰囲気制御部を囲い真空吸引されて内部が減圧される減圧ハウジングと、この減圧ハウジング内に設けられ、溶融ガラスの減圧脱泡を行うための減圧脱泡槽と、該減圧脱泡槽に溶融ガラスを供給するための供給機構と、脱泡後の溶融ガラスを次工程に送るための送出機構とを具備してなることが好ましい。【００１３】
また、本発明は、上記した減圧脱泡装置を用いた溶融ガラスの減圧脱泡方法を提供する。本発明の溶融ガラスの減圧脱泡方法は、上記した減圧脱泡装置を用いて、前記減圧脱泡槽から前記雰囲気制御部へと溶融ガラスから発生したガスが流れる流入側接続通路の出口側の開口部周囲に設けた前記整流部材によって前記ガスの流れを整えて溶融ガラスを脱泡処理することが好ましい。
さらに、本発明は、上記した減圧脱泡装置と、該減圧脱泡装置よりも上流側に設けられたガラス原料を溶融して溶融ガラスを製造する溶融手段と、前記減圧脱泡装置よりも下流側に設けられた溶融ガラスを成形する成形手段と、成形後のガラスを徐冷する徐冷手段とを備えたガラス製品の製造装置を提供する。
さらにまた、本発明は、上記した減圧脱泡装置により溶融ガラスを脱泡処理する工程と、前記減圧脱泡装置よりも上流側でガラス原料を溶融して溶融ガラス製造する溶融工程と、前記減圧脱泡装置よりも下流側で溶融ガラスを成形する成形工程と、成形後のガラスを徐冷する徐冷工程とを含むガラス製品の製造方法を提供する。本発明のガラス製品の製造方法は、上記した減圧脱泡装置により前記減圧脱泡槽から前記雰囲気制御部へと溶融ガラスから発生したガスが流れる流入側接続通路の出口側の開口部周囲に設けた前記整流部材によって前記ガスの流れを整えて溶融ガラスを脱泡処理する工程と、前記減圧脱泡装置よりも上流側でガラス原料を溶融して溶融ガラスを製造する溶融工程と、前記減圧脱泡装置よりも下流側で溶融ガラスを成形する成形工程と、成形後のガラスを徐冷する徐冷工程とを含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の減圧脱泡装置によれば、ガス供給手段の有無によらず、減圧脱泡槽内の溶融ガラスの上部空間から雰囲気制御部へ流入する溶融ガラスから発生するガス流を整流することにより、溶融ガラスからのガス成分の滞留を解消できるため、減圧脱泡の効果の低下を抑制できる。また、溶融ガラスからのガス成分の滞留が解消されることにより、過減圧による泡層の肥大が発生しにくくなるため、減圧脱泡槽内の減圧度をより高くすることができ、減圧脱泡の効果を向上させることができる。さらに、本発明の減圧脱泡装置は、雰囲気制御部の流入側接続通路の開口部周囲に整流部材を設ける構成としたため、減圧脱泡槽内の溶融ガラスの上部空間と雰囲気制御部とを流れるガス流の流速が安定化され、溶融ガラスからのガス成分の滞留を安定して解消でき、減圧脱泡性能のバラつきを抑制して、減圧脱泡の効果を向上させることができる。
本発明の減圧脱泡方法は、上述の減圧脱泡装置を用いることにより、優れた減圧脱泡の効果を実現できる。
また、上述の減圧脱泡装置を用いるガラス製品の製造装置と製造方法であるならば、高品質のガラス製品を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本発明に係る減圧脱泡装置の一例の概略縦断面構造と該装置に成形装置が接続された状態を示す構成図。
【図２】図２は図１に示す減圧脱泡装置に適用される整流部材の各実施形態を示すもので、図２（ａ）は第１の実施形態を示す部分断面斜視図、図２（ｂ）は第２の実施形態を示す部分断面斜視図、図２（ｃ）は第３の実施形態を示す部分断面斜視図、図２（ｄ）は第４の実施形態を示す部分断面斜視図。
【図３】図３は図１に示す減圧脱泡装置に適用される整流部材の各実施形態を示すもので、図３（ａ）は第５の実施形態を示す部分断面斜視図、図３（ｂ）は第６の実施形態を示す部分断面斜視図、図３（ｃ）は第７の実施形態を示す部分断面斜視図、図３（ｄ）は第８の実施形態を示す部分断面斜視図。
【図４】図４は図１に示す減圧脱泡装置に適用される整流部材の各実施形態を示すもので、図４（ａ）は第９の実施形態を示す部分断面斜視図、図４（ｂ）は第１０の実施形態を示す部分断面斜視図、図４（ｃ）は第１１の実施形態を示す部分断面斜視図。
【図５】図５は本発明に係るガラス製品の製造方法に係る工程の一例を示すフロー図。
【図６】図６は実施例のシミュレーション解析に使用した減圧脱泡装置のモデル構造を示す縦断面図。
【図７】図７（ａ）は実施例の気流解析結果を示す図であり、図７（ｂ）は比較例の気流解析結果を示す図である。
【図８】図８は実施例および比較例の減圧脱泡槽内の溶融ガラスの上部空間の圧力をプロットしたグラフである。
【図９】図９は実施例および比較例について、減圧脱泡槽から流出側接続通路を介して雰囲気制御部へと排出されるガス（上流排出ガス）の流量と、減圧脱泡槽から流入側接続通路を介して雰囲気制御部へと排出されるガス（下流排出ガス）の流量を示したグラフである。
【図１０】図１０は従来の減圧脱泡装置において、流入側接続通路が雰囲気制御部に接続され、雰囲気制御部の外周部に空間が形成されている場合の、該空間と流入側接続通路と開口部付近におけるガス流の挙動を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る溶融ガラスの減圧脱泡装置の一実施形態について説明するが、本発明は以下に説明する実施形態に制限されるものではない。
図１は本発明に係る溶融ガラスの減圧脱泡装置の一例構造を模式的に示す縦断面図である。図１に示す減圧脱泡装置１００は、溶融槽１から供給される溶融ガラスＧを減圧脱泡して、後工程の成形装置２００に連続的に供給するプロセスに用いられる装置である。
【００１７】
本実施形態の減圧脱泡装置１００は、使用時にその内部を減圧状態に保持できる金属製、たとえば、ステンレス鋼製の減圧ハウジング２を有している。減圧ハウジング２の内部には減圧脱泡槽３がその長軸を水平方向に向けるように収容配置されている。減圧脱泡槽３は、内部の気圧が大気圧未満に設定されており、供給された溶融ガラスＧ中の泡を浮上および破泡させる。減圧脱泡槽３の一端側の下面には垂直方向に配向する上昇管５が導入口３ａを介し接続され、他端側の下面には垂直方向に配向する下降管６が導出口３ｂを介し接続されている。上昇管５と下降管６は減圧ハウジング２の底部側に形成された導入口２ａまたは導出口２ｂを介しそれぞれ外部に連通できるように配置されている。
【００１８】
本実施形態の減圧脱泡装置１００は、少なくとも２つの接続管１４Ａ、１５Ａにより減圧脱泡槽３と接続される雰囲気制御部１６を有している。雰囲気制御部１６は、内部が中空構造であり、減圧脱泡槽３と同程度の幅を有し、減圧ハウジング２内で減圧脱泡槽３の上方に収容配置されており、その中央部に雰囲気制御部１６内を排気して減圧するための排気口１７が設けられている。接続管１４Ａの内部に接続通路１４が形成され、接続管１５Ａの内部に接続通路１５が形成されている。また、減圧ハウジング２の内部側において減圧脱泡槽３の周囲、上昇管５の周囲、下降管６の周囲、雰囲気制御部１６の底部１６Ｂ周辺部と側壁部１６Ｄ周辺部、接続管１４Ａの周囲、および接続管１５Ａの周囲にはそれぞれ断熱材７が配設されていて、減圧脱泡槽３と上昇管５と下降管６と接続管１４Ａ、１５Ａの外部側および雰囲気制御部１６の底部１６Ｂと側壁部１６Ｄの外部側が断熱材７により取り囲まれた構造とされている。
【００１９】
前記構造の減圧脱泡装置１００において、減圧脱泡槽３、上昇管５および下降管６は電鋳レンガのような耐火レンガ製、または白金若しくは白金合金製の中空管状の形状からなる構造とされる。減圧脱泡槽３が耐火レンガ製の中空管である場合、減圧脱泡槽３は外形が矩形断面を有する耐火レンガ製の中空管であり、溶融ガラスの流路をなす内部形状は矩形断面を有することが好ましい。減圧脱泡槽３が白金製あるいは白金合金製の中空管である場合、減圧脱泡槽３における溶融ガラスの流路をなす内部断面形状が円形または楕円形を有することが好ましい。
【００２０】
上昇管５および下降管６が耐火レンガ製の中空管である場合、上昇管５および下降管６は円形断面や矩形を含む多角形断面を有する耐火レンガ製の中空管であり、溶融ガラスの流路をなす内部断面形状が円形状断面を有することが好ましい。
上昇管５および下降管６が白金製または白金合金製の中空管である場合、上昇管５または下降管６における溶融ガラスの流路をなす内部断面形状が円形または楕円形を有することが好ましい。
なお、減圧脱泡装置１００において、２００トン／日以上の処理能力、あるいは５００トン／日以上の処理能力に達成するような大型の装置の場合、電鋳レンガのような耐火レンガにより減圧脱泡槽３が構成されていることが好ましい。
【００２１】
上昇管５の下端には延長用の外管８が取り付けられ、下降管６の下端には延長用の外管９が取り付けられ、外管８、９が白金製または白金合金製とされている。
なお、上昇管５および下降管６が白金製または白金合金製の中空管である場合、延長用の外管８、９を別途設けることなく、図１において外管８、９と記載されている部分まで上昇管５と下降管６が一体的に延長された構造とされていても良い。このような構造とする場合、以下本願明細書における外管８、９に関する説明は、白金製または白金合金製の上昇管および下降管に関する記載として読み替えて適用できる。
【００２２】
上昇管５は減圧脱泡槽３の一側底部と連通され、溶融槽１からの溶融ガラスＧを減圧脱泡槽３に導入する。このため、上昇管５に取り付けられた外管８の下端（上流端）８ａは溶融槽１と導管１１を介し接続された上流ピット１２の開口端から嵌入され、上流ピット１２内の溶融ガラスＧに浸漬されている。
また、下降管６は減圧脱泡槽３の他側底部に連通され、減圧脱泡後の溶融ガラスＧを次の処理槽（図示略）に導出する。このため、下降管６に取り付けられた外管９の下端（下流端）９ａは、下流ピット１３の開口端に嵌入され、下流ピット１３内の溶融ガラスＧに浸漬されている。また、下流ピット１３の下流側に成型装置２００が接続されている。以上説明の減圧脱泡装置１００においては、上昇管５が溶融ガラスの供給機構を構成し、下降管６が溶融ガラスの送出機構を構成する。
なお、本明細書において、「上流」および「下流」といった場合、減圧脱泡装置１００を流通する溶融ガラスＧの流動方向における上流および下流を意味する。
【００２３】
本実施形態の減圧脱泡装置１００において外管８、９が白金製または白金合金製の筒状管からなる場合、白金合金の具体例としては、白金−金合金、白金−ロジウム合金などが挙げられる。白金または白金合金と記載した場合、白金または白金合金に金属酸化物を分散させてなる強化白金であっても良い。分散される金属酸化物として、Ａｌ２Ｏ３、またはＺｒＯ２若しくはＹ２Ｏ３に代表される、長周期表における３族、４族若しくは１３族の金属酸化物が挙げられる。
【００２４】
本実施形態の減圧脱泡装置１００では、減圧ハウジング２を減圧吸引するとともに、排気口１７から雰囲気制御部１６内および減圧脱泡槽３内を排気して減圧し、減圧脱泡槽３内部の気圧を大気圧未満の減圧状態に保持する。本実施形態の減圧脱泡装置１００において、雰囲気制御部１６は、雰囲気制御部１６の内部空間と減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧの上部空間（溶融ガラス収容部より上の空間）と接続通路１４、１５とを流れるガス流Ｆの経路をなす。なお、図１において、ガス流Ｆが溶融ガラスＧの上部空間と雰囲気制御部１６の内部空間とを循環する場合を示しているが、ガス流は必ずしも循環する必要はない。たとえば、ガス流が、接続管１４Ａを通って排気口１７から排出される流れと、接続管１５Ａを通って排気口１７から排出される流れとからなってもよい。ガス流は、減圧脱泡槽の減圧操作によって排気口１７から排出される流れがあり、前述の供給するガスの有無によらず発生している。さらに、減圧脱泡槽３および雰囲気制御部１６での温度勾配も、溶融ガラスＧからのガス成分に流れを付与する。また、ガス流Ｆは、溶融ガラスＧから発生するガス成分を含み、減圧脱泡装置１００が後述するガス供給手段を備える場合には、溶融ガラスＧからのガス成分に加えて、ガス供給手段によって供給したガス成分を含む。
ここで、雰囲気制御部１６は、減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧの上部空間と該雰囲気制御部１６の内部空間とを流れるガス流Ｆの経路をなすため、接続通路１４、１５は、減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧの液面よりも上方で減圧脱泡槽３と接続する必要がある。このため、図１に示すように、雰囲気制御部１６を減圧脱泡槽３の上方に配置することは好ましい態様である。ただし、接続通路１４、１５が減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧの液面よりも上方で減圧脱泡槽３と接続されるのであれば、雰囲気制御部１６を減圧脱泡槽３の側方に配置してもよい。
【００２５】
また、減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧの上部空間と雰囲気制御部１６の内部空間とを滞留なく流れるガス流Ｆの経路を形成するため、接続管１４Ａ、１５Ａは、少なくとも２本必要である。なお、図１に示す減圧脱泡装置１００では、２本の接続管１４Ａ、１５Ａで減圧脱泡槽３と雰囲気制御部１６とを接続しているが、３本以上の接続管で減圧脱泡槽３と雰囲気制御部１６とを接続してもよい。
【００２６】
雰囲気制御部１６、接続管１４Ａ、１５Ａは、溶融ガラスＧの導管ではないので、その材質は特に限定されず、たとえば、ステンレス鋼、白金、白金合金等の金属材料、セラミックス、アルミナ等の耐火性・耐腐食性材料を用いることができる。
また、減圧脱泡槽３に流入するガス流Ｆの温度が低いと、減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧに悪影響を及ぼすおそれがあるため、雰囲気制御部１６、および接続通路１４、１５は、加熱機構を有することが好ましい。但し、雰囲気制御部１６、および、接続通路１４、１５の全てに加熱機構を設けることは必ずしも必要ではなく、少なくとも、減圧脱泡槽３にガス流Ｆが流入する側の接続管（図１の場合、接続通路１４の周囲）に加熱機構を設ければ、減圧脱泡槽３に温度が低いガス流Ｆが流入して、減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧに悪影響を及ぼすおそれを解消することができる。
【００２７】
本実施形態の減圧脱泡装置１００は、ガス流Ｆを形成するために減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧの上部空間（溶融ガラス収容部より上の空間）内、接続通路１４の内部、接続通路１５の内部、または雰囲気制御部１６の内部の少なくともいずれかにガスを供給するガス供給手段（図示略）を設けてもよい。該ガス供給手段は、減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧの上部空間と接続通路１４、１５と雰囲気制御部１６とを流れるガス流Ｆを形成することができれば、その設置位置やガス供給方法は特に限定されない。たとえば、減圧脱泡槽３の上流側天井部に形成された接続通路１４の開口部より、減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧの上部空間へと、上流側から下流側へと流れるガス流Ｆｄが生じるようにガスを供給することにより図１に示すようなガス流Ｆを形成できる。また、雰囲気制御部１６の内部空間に下流側から上流側へと流れるガス流Ｆｂを生じるようにガスを供給することにより、あるいは、雰囲気制御部１６の内部空間から接続通路１４側へと流れるガス流Ｆｃを生じるようにガスを供給することにより、図１に示すようなガス流Ｆを形成できる。また、減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧの上部空間へと、上流側から下流側へと流れるガス流Ｆｅが生じるようにガスを供給することにより、あるいは、減圧脱泡槽３の溶融ガラスＧの上部空間から接続通路１５側へと流れるガス流Ｆｆが生じるようにガスを供給することにより、図１に示すようなガス流Ｆを形成できる。なお、本実施形態の減圧脱泡装置１００においては、減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧの上部空間と接続通路１４、１５と、雰囲気制御部１６とを流れるガス流Ｆを形成することができれば、ガス供給手段は、１つだけ設けられていてもよく、２つ以上設けられていてもよい。
【００２８】
本実施形態の減圧脱泡装置１００においては、減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧの上部空間（溶融ガラス収容部より上の空間）と接続通路１４、１５と雰囲気制御部１６とを流れるガス流Ｆを整流することにより、溶融ガラスＧからのガス成分の滞留を解消する。すなわち、溶融ガラスＧからのガス成分は滞留することなく、ガス流Ｆによって雰囲気制御部１６へと運ばれる。雰囲気制御部１６に運ばれた溶融ガラスＧからのガス成分は、排気口１７から外部に放出される。ガス流Ｆが循環する場合に、雰囲気制御部１６の内部空間に運ばれた溶融ガラスＧからのガス成分の一部が、ガス流Ｆによって運ばれて減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧの上部空間に戻る場合もあるが、減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧの雰囲気制御部１６と減圧脱泡槽３とを循環するガス流Ｆが存在することから、溶融ガラスＧからのガス成分の滞留のリスクは最小限に抑えられる。なお、ガス供給手段を利用する場合には、溶融ガラスＧからのガス成分がガス供給手段からの供給ガスによって希釈されることにより、溶融ガラスＧからのガス成分が冷却される過程で減圧脱泡装置１００内に付着したり、排気口１７から放出された後、系内に付着することが防止される。
【００２９】
溶融ガラスＧからのガス成分が滞留すると、溶融ガラスＧの上方の雰囲気（減圧脱泡槽３の上部空間）において、溶融ガラスＧからのガス成分の分圧が高くなるので、溶融ガラスＧ表面に浮上した気泡が破泡しにくくなり減圧脱泡の効果が低下すると考えられる。
本実施形態の減圧脱泡装置１００は、減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧの上部空間と雰囲気制御部１６とを流れるガス流Ｆを整流することにより、溶融ガラスＧからのガス成分の滞留が解消されるため、減圧脱泡の効果に優れている。
また、溶融ガラスＧからのガス成分が滞留すると、過減圧による泡層の肥大化が起こり、減圧脱泡の効果が大幅に低下してしまうが、本実施形態の減圧脱泡装置１００では、溶融ガラスＧからのガス成分が滞留することなく、ガス流Ｆによって運ばれ、排気口１７から外部に放出されるため、減圧脱泡槽３の減圧度を従来よりも高くしても過減圧による泡層の肥大化がより抑制できるようになる。したがって、減圧脱泡槽３の減圧度を従来よりも高くすることができ（すなわち、減圧脱泡槽３の絶対圧を従来よりも低くすることができ）、減圧脱泡の効果をより高めることができる。
【００３０】
本発明において、溶融ガラスＧの上方にガス流Ｆを形成するのは、溶融ガラスＧからのガス成分の滞留を解消するためである。そのため、ガス供給手段を利用する場合には、供給されるガスは、溶融ガラスや製造されるガラス製品、およびガラス製造設備、特に減圧脱泡装置に悪影響を及ぼすものでないことが好ましい。したがって、ガス供給手段から供給されるガスの成分には、腐食性、爆発性のガスを含まないことが好ましい。
上記を満足するガスとしては、大気、乾燥空気、Ｎ２やＡｒのような不活性ガス、ＣＯ２等の低分子ガスが挙げられる。これらのガスは単独で使用してもよく、２種以上の混合ガスとして使用してもよい。
【００３１】
ガス供給手段から供給するガスとして、水蒸気濃度６０ｍｏｌ％以下の低分子ガスを用いた場合、溶融ガラスＧからのガス成分の滞留を解消する効果に加えて、減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧ上方の雰囲気の水蒸気濃度を低減する効果が期待されることから好ましい。
減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧ上方の雰囲気の水蒸気濃度は、６０ｍｏｌ％以下に低減されることが好ましい。該雰囲気の水蒸気濃度を６０ｍｏｌ％以下とすることにより、減圧脱泡槽３内の溶融ガラス表面の泡層が肥大化して突沸が生じることを防止でき、減圧脱泡の効果をさらに向上させることができる。
【００３２】
減圧脱泡槽３が白金製または白金合金製である場合、ガス供給手段から供給するガスとして用いる低分子ガスは、酸素濃度が空気中の酸素濃度よりも低いガスであることが好ましい。ガス供給手段から供給するガスとして用いる低分子ガスは、空気中の酸素濃度よりも酸素濃度が低いガスを用いることにより、減圧脱泡槽３の材質として白金および白金合金を用いている場合に、その白金の酸化を抑制し、減圧脱泡槽３の寿命を延ばし、更に、ガラス製品において、この白金由来の欠陥の生成を抑制することができるので好ましい。
【００３３】
ガス流Ｆの幅方向平均流速は、溶融ガラスＧからのガス成分の滞留を解消することができれば特に限定されないが、０．０００５〜１．５０ｍ／ｓとすることが好ましく、０．００１〜０．２ｍ／ｓとすることがより好ましい。ガス流Ｆの流速を前記範囲に設定することにより、溶融ガラスＧからのガス成分の滞留を解消して泡層の肥大化を防ぎ、減圧脱泡の効果を向上させることができる。
【００３４】
本実施形態の減圧脱泡装置１００には、雰囲気制御部１６内の、溶融ガラスＧから発生したガス成分を含むガス流Ｆが減圧脱泡槽３から雰囲気制御部１６へと流入する側の接続通路１５の出口側の開口部１８の周囲に、整流部材２０が設けられている。整流部材２０は、減圧脱泡槽３から接続通路１５を介して雰囲気制御部１６へと流れるガス流Ｆの中でも、開口部１８から雰囲気制御部１６の内部側へ流入する領域におけるガス流Ｆａの流れを整えるために設けられている。
以下、整流部材２０について詳細に説明する。なお、以下の説明において、ガス流Ｆが雰囲気制御部１６へと流入する側の接続通路１５を「流入側接続通路１５」と称し、ガス流Ｆが雰囲気制御部１６より流出する接続通路１４を「流出側接続通路１４」と称することがある。また、流入側接続通路１５を形成する接続管１５Ａを「流入側接続管１５Ａ」と称し、流出側接続通路１４を形成する接続管１４Ａを「流出側接続管１４Ａ」と称することがある。
【００３５】
整流部材２０は、接続管１５Ａが雰囲気制御部１６に連通する部分である開口部１８の周囲に設けられている。ここで、本実施形態の減圧脱泡装置１００において、図１に示すように、流入側接続管１５Ａは、雰囲気制御部１６の外周部側壁１６ａよりも内側となるように雰囲気制御部１６に接続されている。流入側接続管１５Ａは外周部側壁１６ａにより近い位置に設けることも可能であるが、雰囲気制御部１６の外周部側壁１６ａと流入側接続管１５Ａとを接近させると、流入側接続管１５Ａと雰囲気制御部１６の周囲に設けられた断熱材７の熱膨張率と、流入側接続管１５Ａを形成する材料の熱膨張率と、雰囲気制御部１６を形成する材料との熱膨張率とが異なるため、減圧脱泡時の高温において減圧脱泡装置１００の構造を保つ事が難しくなる場合がある。そのため、図１に示すように、流入側接続管１５Ａが雰囲気制御部１６の外周部側壁１６ａよりも内側に設けられ、雰囲気制御部１６の外周部の空間（外周部側壁１６ａと外周部天井部１６ｂと外周部床部１６ｃとで囲まれた空間）１９（以下、「外周部の空間１９」を「空間１９」と略称することがある。）が形成されていることが好ましい。また、溶融ガラスＧからのガス成分が凝集物として雰囲気制御部１６の外周部側壁１６ａに付着し、それが落下した場合に、流入側接続管１５Ａが雰囲気制御部１６の外周部側壁１６ａよりも内側に設けられていれば、すなわち空間１９を形成していれば、凝集物が外周部床部１６ｃに落ち、減圧脱泡槽３内への落下を防げる点でも好ましい。
【００３６】
同様の理由より、流出側接続管１４Ａも、雰囲気制御部１６の外周部側壁１６ａとは他側の外周部側壁よりも内側となるように雰囲気制御部１６に接続されていることが好ましい。
【００３７】
このように流入側接続管１５Ａが雰囲気制御部１６に接続され、雰囲気制御部１６の外周部の空間（外周部側壁１６ａと外周部天井部１６ｂと外周部床部１６ｃとで囲まれた空間）１９が形成されることは前記理由により好ましいが、後述する実施例に示すように、本発明者らが空間１９と流入側接続通路１５と開口部１８付近におけるガス流の挙動をシミュレーション解析したところ、空間１９が形成されていることにより、空間１９で生じた渦気流により開口部１８を上昇するガス流Ｆ（上昇気流）が阻害され、ガス流Ｆの流れが不安定になってしまうことが判明した。前述のように、ガス流Ｆの流れが不安定になってしまうと、ガス流Ｆの制御が難しくなり、減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧの上部空間において溶融ガラスＧからのガス成分が滞留している箇所と滞留が解消されている箇所とが生じ、減圧脱泡の効果にムラが出てしまい、製造されるガラスの品質にムラを生じるおそれがある。
【００３８】
図１０は、従来の減圧脱泡装置において、流入側接続管１５Ａが雰囲気制御部１６に接続され、雰囲気制御部１６の外周部の空間（外周部側壁１６ａと外周部天井部１６ｂと外周部床部１６ｃとで囲まれた空間）１９が形成されている場合の、空間１９と流入側接続管１５Ａと開口部１８付近におけるガス流の挙動を模式的に示す図である。減圧脱泡装置において、雰囲気制御部１６の温度は、溶融ガラスＧが流通する減圧脱泡槽３の温度よりも低く、また、雰囲気制御部１６の天井部１６Ａと、雰囲気制御部１６の床部１６Ｂとでは、天井部１６Ａの方が床部１６Ｂよりも温度が低く、その温度差は、たとえば１００℃程度である。このため、雰囲気制御部１６の外周部天井部１６ｂと、雰囲気制御部１６の外周部床部１６ｃとでは、該外周部天井部１６ｂの方が該外周部床部１６ｃよりも温度が低くなっている。このような温度環境の雰囲気制御部１６において、減圧脱泡槽３から流入側接続通路１５を上昇するガス流Ｆである上昇気流Ｓ１は、開口部１８を介して雰囲気制御部１６に流入した後、その一部が雰囲気制御部１６の外周部の空間１９へと流れ込み、雰囲気制御部１６内で相対的に温度の低い外周部天井部１６ｂで冷却されて、外周部床部１６ｃ側へと下降する。その結果、図１０に示すような渦気流Ｓ２が雰囲気制御部１６の外周部の空間１９において生じる。
【００３９】
雰囲気制御部１６の外周部の空間１９で渦気流Ｓ２が生じると、空間１９の内側に形成された流入側接続通路１５を上昇する上昇気流Ｓ１は、開口部１８付近において渦気流Ｓ２とぶつかり合い、上昇気流Ｓ１の流れが渦気流Ｓ２により阻害されてしまう。このように、上昇気流Ｓ１の流れが渦気流Ｓ２により阻害されることにより、減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧの上部空間と雰囲気制御部１６とを流れるガス流Ｆが不安定になってしまう。
【００４０】
図７（ｂ）は、後述の実施例において、流入側接続通路１５が雰囲気制御部１６に接続され、雰囲気制御部１６の外周部の空間１９が形成されている場合の、空間１９と流入側接続通路１５と開口部１８付近におけるガス流の挙動をシミュレーション解析した結果を示す図である。図７（ｂ）に示すように、外周部の空間１９からの渦気流Ｓ２が、流入側接続通路１５から開口部１８を介して雰囲気制御部１６へと流入するガス流（上昇気流）Ｓ１の流れを阻害している。渦気流Ｓ２の強さは上昇気流Ｓ１の強さや周囲の温度環境等によって変化するため、このような状況では上昇気流Ｓ１の流れが不安定になり、それが原因となってガス流Ｆも不安定になってしまう。また、このように開口部１８付近で雰囲気制御部１６への流入を阻害された上昇気流Ｓ１の一部は、減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧの下流側の上部空間へと逆流してしまうと考えられる。上昇気流Ｓ１の逆流が起こると、ガス流Ｆの循環状態は不安定になってしまう。
【００４１】
渦気流Ｓ２による上昇気流Ｓ１の阻害を抑制し、開口部１８からのガス流Ｆａを安定化するため、本実施形態の減圧脱泡装置１００は、雰囲気制御部１６内の、溶融ガラスＧから発生したガス成分を含むガス流Ｆが減圧脱泡槽３から雰囲気制御部１６へと流入する側の流入側接続通路１５の出口側の開口部１８の周囲に、整流部材２０を設ける構成とした。
整流部材２０は、図１０に示すような渦気流Ｓ２が上昇気流Ｓ１の流れを阻害することを抑制するために設けられるものであり、開口部１８と雰囲気制御部１６の外周部の空間１９とを区切る整流壁部２１を備える。
【００４２】
図２（ａ）は、本実施形態の減圧脱泡装置１００に設けられる整流部材の一実施形態と、減圧脱泡装置１００の整流部材付近とを部分的に拡大して示す部分断面斜視図である。図２（ａ）に示す整流部材２０は、雰囲気制御部１６の外周部の空間１９と開口部１８とを仕切る整流壁部２１が、開口部１８の全周を覆って設けられており、管状（すなわち、筒状）の形状をしている。管状の整流部材２０の底部には、流入側整流部材１５の開口部１８からのガスを該整流部材２０内部に導入する導入部２３が形成され、整流部材２０の上面には、開口部１８から整流部材２０内部に導入されたガスを雰囲気制御部１６へと導出する導出部２４が形成されている。
図２（ａ）に示す整流部材２０において、雰囲気制御部１６の外周部の空間１９と開口部１８とを仕切る整流壁部２１は、空間１９で生じた渦気流Ｓ２が開口部１８へと流入することを抑制する。そのため、流入側接続通路１５を流れる上昇気流Ｓ１が、開口部１８付近で該渦気流Ｓ２とぶつかり合い、上昇気流Ｓ１の流れが阻害されることを防ぐことができる。
【００４３】
図７（ａ）は、後述の実施例において、流入側接続通路１５の出口側の開口部１８の周囲に図２（ａ）に示す形状の整流部材２０を設けた場合の、雰囲気制御部１６の外周部の空間１９と流入側接続通路１５と開口部１８付近におけるガス流の挙動をシミュレーション解析した結果を示す図である。図７（ａ）に示すように、流入側接続通路１５の出口側の開口部１８の周囲に整流部材２０を設けることにより、流入側接続通路１５から開口部１８を介して雰囲気制御部１６へと流入するガス流Ｆ（上昇気流Ｓ１）は、空間１９からの渦気流Ｓ２に阻害されず、ガス流Ｆの流速が安定化されている。
この結果より明らかなように、本実施形態の減圧脱泡装置１００は、雰囲気制御部１６の流入側接続通路１５の出口側の開口部１８周囲に整流部材２０を設ける構成とすることにより、減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧの上部空間と雰囲気制御部１６とを流れるガス流Ｆの流速が安定化され、溶融ガラスＧからのガス成分の滞留を安定して解消でき、減圧脱泡性能のバラつきを抑制して、減圧脱泡の効果を向上させることができる。
【００４４】
整流部材２０の導入部２３の開口寸法、導出部２４の開口寸法および整流部材２０の内部空間（整流部材２０の内径）は、ガス流Ｆの流れを阻害せず、ガス流Ｆの流れを安定させることができるため、開口部１８の寸法よりも大きく設定されることが好ましい。
整流部材２０の整流壁部２１の内面２２は、ガス流Ｆの流れを誘導する（すなわち、ガス流Ｆの流路をなす）案内面として機能する。案内面は、図２（ａ）に示す整流部材２０のように、導出部２４が開口部１８の上方に形成され、ガス流Ｆを開口部１８から鉛直方向上方に誘導するように形成されていてもよいし、後述の図４に示す実施形態のように、導出部２４が雰囲気制御部１６の流出側接続通路１４側を向くように形成され、ガス流Ｆが雰囲気制御部１６内を流入側接続通路１５側から流出側接続通路１４側へと流れるように誘導してもよい。整流部材２０の整流壁部２１の内面２２である案内面が、ガス流Ｆを空間１９側へと誘導しないように設定されていれば、図１に示すような減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧの上部空間と雰囲気制御部１６とを循環するガス流Ｆが形成される。
【００４５】
整流部材２０は、耐熱性に優れた材料で形成されており、たとえば、セラミックス系の非金属無機材料、緻密質耐火物が挙げられる。緻密質耐火物の具体例としては、例えば、アルミナ系電鋳耐火物、ジルコニア系電鋳耐火物、アルミナ−ジルコニア−シリカ系電鋳耐火物等の電鋳耐火物、ならびに、緻密質アルミナ系耐火物、緻密質ジルコニア−シリカ系耐火物および緻密質アルミナ−ジルコニア−シリカ系耐火物等の緻密質焼成耐火物が挙げられる。
【００４６】
整流部材２０の高さの最大値ｈは、流入側接続通路１５の開口部１８が形成された位置における雰囲気制御部１６の室内高さをＨとしたとき、１／４≦ｈ／Ｈ≦３／４の関係を満たすように設定することが上昇気流の流れを阻害しないために好ましく、１／３≦ｈ／Ｈ≦２／３の関係を満たすように設定することが上昇気流の流れをより阻害しないためにより好ましい。
整流部材２０の寸法は、使用する減圧脱泡装置に応じて適宜選択することができる。本発明の減圧脱泡装置の各構成要素の寸法は、必要に応じて適宜選択することができる。以下に各構成要素の寸法の一例を示す。なお、以下に示す整流部材２０の寸法は、後述する第２〜第１１の実施形態の整流部材２０Ｂ〜２０Ｌにも適用できる。
【００４７】
［減圧脱泡槽３］
本発明の減圧脱泡装置の減圧脱泡槽の寸法は、減圧脱泡槽が白金製もしくは白金合金製、または緻密質耐火物製であるかによらず、使用する減圧脱泡装置や、減圧脱泡槽の形状に応じて適宜選択することができる。図１に示すような減圧脱泡槽３が円筒形状である場合、その寸法の一例は以下の通りである。
・水平方向における長さ：１〜２０ｍ
・内径：０．２〜３ｍ（断面円形）
減圧脱泡槽３が白金製もしくは白金合金製である場合、肉厚は４ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．５〜１．２ｍｍである。
減圧脱泡槽３は、断面円形の円筒形状のものに限定されず、断面形状が楕円形や半円形状の略円形状のものや、断面が矩形の筒形状のものであってもよい。
【００４８】
［上昇管５および下降管６］
上昇管５および下降管６は、白金製もしくは白金合金製、または緻密質耐火性であるかによらず、使用する減圧脱泡装置に応じて適宜選択することができる。たとえば、図１に示す減圧脱泡装置１００の場合、上昇管５および下降管６の寸法の一例は以下の通り。
・内径：０．０５〜０．８ｍ、より好ましくは０．１〜０．６ｍ
・長さ：０．２〜６ｍ、より好ましくは０．４〜４ｍ
上昇管５および下降管６が白金製もしくは白金合金製である場合、肉厚は０．４〜５ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．８〜４ｍｍである。
【００４９】
［雰囲気制御部１６］
雰囲気制御部１６の寸法は、使用する減圧脱泡装置、特に減圧脱泡槽３に応じて適宜選択することができるが、その一例は以下の通りである。
・内径：０．１〜３ｍ、より好ましくは０．１〜２ｍ
・長さ：０．８〜２２ｍ、より好ましくは１〜２０ｍ
・開口部１８の形成位置における室内高さＨ：０．１〜３ｍ、より好ましくは０．１〜２ｍ
雰囲気制御部１６の肉厚は、構成材料によっても異なるが、ステンレス鋼製である場合、０．５〜２ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．５〜１．５ｍｍである。
【００５０】
［流出側接続管１４Ａおよび流入側接続管１５Ａ］
流出側接続管１４Ａ、流入側接続管１５Ａの寸法は、使用する減圧脱泡装置、特に減圧脱泡槽３に応じて適宜選択することができるが、その一例は以下の通りである。
・内径：０．０５〜０．５ｍ、より好ましくは０．０５〜０．３ｍ
・長さ：０．１〜１ｍ、より好ましくは０．１〜０．８ｍ
流出側接続管１４Ａおよび流入側接続管１５Ａの肉厚は、構成材料によっても異なるが、ステンレス鋼製である場合、０．５〜２ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．５〜１．５ｍｍである。
開口部１８（流入側接続通路１５Ａの内周面）と雰囲気制御部１６の外周部側壁１６ａ内面との距離Ｄ１は、流入側接続管１５Ａの肉厚によっても異なるが、０．０５〜２ｍであることが好ましく、より好ましくは０．０５〜１ｍである。
【００５１】
［整流部材２０］
整流部材２０の寸法は、雰囲気制御部１６の寸法、流入側接続管１５Ａの内径や設置位置（すなわち、開口部１８の寸法や形成位置）などにより異なるが、整流部材２０の高さｈは、前述のように、雰囲気制御部１６の開口部１８の形成位置における室内高さＨとの関係が、１／４≦ｈ／Ｈ≦３／４を満たすことが好ましく、１／３≦ｈ／Ｈ≦２／３を満たすことがより好ましい。具体的には、たとえば、整流部材２０の高さｈは０．０３〜２ｍであることが好ましく、より好ましくは０．０５〜１ｍである。
整流部材２０の肉厚は、構成材料によっても異なるが、１〜５０ｍｍが好ましく、より好ましくは２〜３０ｍｍである。
整流部材２０の導入部２３、導出部２４およびその内部空間の寸法は、流入側接続管１５Ａおよび開口部１８の寸法などにより異なるが、開口部１８からのガス流Ｆの流れを妨げないように、整流部材２０の導入部２３、導出部２４および内部空間の寸法を、開口部１８の寸法よりも大きくなるように設定することが好ましい。一例として、図２（ａ）に示す筒状（管状）の整流部材２０の場合、整流部材２０の内径を開口部１８の寸法よりも０〜５０％大きく設定することが好ましく、具体的には、整流部材２０の内径を開口部１８の寸法よりも０〜０．５ｍ大きく設定することが好ましく、０〜０．２ｍ大きく設定することがより好ましい。
【００５２】
本発明の減圧脱泡装置に設けられる整流部材は、上述した図２（ａ）に示す円筒形状の整流部材２０に限定されない。以下、本発明の減圧脱泡装置における整流部材の他の形態を図２〜図４に基づき説明する。なお、図２〜図４に示す整流部材において、その材質や好ましい形状、設置位置などは、図２（ａ）に示す整流部材２０で述べたものと同様である。
【００５３】
図２の（ｂ）から（ｄ）は本発明の減圧脱泡装置に適用される整流部材の他の実施形態を示すもので、図２（ｂ）は第２の実施形態の整流部材を示す部分断面斜視図、図２（ｃ）は第３の実施形態の整流部材を示す部分断面斜視図、図２（ｄ）は第４の実施形態の整流部材を示す部分断面斜視図である。
【００５４】
図２（ｂ）に示す整流部材２０Ｂは、横断面形状が四角形の管状であり、四角形の導入部２３Ｂおよび導出部２４Ｂを有する。図２（ｂ）に示すように、前記構造の整流部材２０Ｂを開口部１８の周囲を囲んで設置することにより、開口部１８は整流壁部２１Ｂにより空間１９と仕切られ、空間１９からの渦気流が、流入側接続通路１５より開口部１８を介して流動する上昇気流を阻害することを抑制できる。したがって、前記した整流部材２０を設けた場合と同様に、本発明の減圧脱泡装置に図２（ｂ）に示す整流部材２０Ｂを適用することにより、ガス流の流れを安定化させて、溶融ガラスＧからのガス成分の滞留を安定して解消でき、減圧脱泡性能のバラつきを抑制して、減圧脱泡の効果を向上させることができる。
【００５５】
図２（ｃ）に示す整流部材２０Ｃは、横断面形状が三角形の管状であり、三角形の導入部２３Ｃおよび導出部２４Ｃを有する。図２（ｃ）に示すように、前記構造の整流部材２０Ｃを開口部１８の周囲を囲んで設置することにより、開口部１８は整流壁部２１Ｃにより空間１９と仕切られ、空間１９からの渦気流が、流入側接続通路１５より開口部１８を介して流動する上昇気流を阻害することを抑制できる。
【００５６】
図２（ｄ）に示す整流部材２０Ｄは、断面形状が涙滴形の管状であり、涙滴形の導入部２３Ｄおよび導出部２４Ｄを有する。図２（ｄ）に示すように、前記構造の整流部材２０Ｄを開口部１８の周囲を囲んで設置することにより、開口部１８は整流部材２０Ｄの湾曲形状の整流壁部２１Ｄにより空間１９と仕切られ、空間１９からの渦気流が、流入側接続通路１５より開口部１８を介して流動する上昇気流を阻害することを抑制できる。
【００５７】
図３は本発明の減圧脱泡装置に適用される整流部材の他の実施形態を示すもので、図３（ａ）は第５の実施形態の整流部材を示す部分断面斜視図、図３（ｂ）は第６の実施形態の整流部材を示す部分断面斜視図、図３（ｃ）は第７の実施形態の整流部材を示す部分断面斜視図、図３（ｄ）は第８の実施形態の整流部材を示す部分断面斜視図である。
【００５８】
本発明の減圧脱泡装置における整流部材は、雰囲気制御部１６の外周部の空間１９と開口部１８とを仕切り、該空間１９からの渦気流が開口部１８へと流入してくることを抑制することができれば開口部１８の全周を覆っていなくても本願発明の効果を奏することができる。
たとえば、図３（ａ）に示す整流部材２０Ｅのように、開口部１８のうち空間１９とは反対側に位置する部分の一部を除くように開口部１８を囲んで整流壁部２１Ｅが設けられていてもよい。図３（ａ）に示す整流部材２０Ｅは、横断面形状がＣ形状であるが、このＣ形状をなす整流壁部２１Ｅが空間１９と開口部１８とを仕切っているため、空間１９からの渦気流が、流入側接続通路１５より開口部１８を介して流動する上昇気流を阻害することを抑制できる。したがって、前記した整流部材２０を設けた場合と同様に、本発明の減圧脱泡装置に図３（ａ）に示す整流部材２０Ｅを適用することにより、ガス流の流れを安定化させて、溶融ガラスＧからのガス成分の滞留を安定して解消でき、減圧脱泡性能のバラつきを抑制して、減圧脱泡の効果を向上させることができる。
【００５９】
また、本発明の減圧脱泡装置における整流部材は、図３（ｂ）に示す整流部材２０Ｆのように、開口部１８のうち空間１９と対向する側の少なくとも半周を覆うようにして空間１９と開口部１８とを仕切る整流壁部２１Ｆが設けられていれば、空間１９からの渦気流が開口部１８へと流入してくることを抑制することができ、本願発明の効果を奏することができる。
【００６０】
図３（ｃ）に示す整流部材２０Ｇは、導入部２３Ｇおよび導出部２４Ｇを有する管状であり、その上面が空間１９側から空間１９とは反対側へと下降して形成されており、導出部２４Ｇの開口が雰囲気制御部１６内の流出側接続通路１４側を向いている。図３（ｃ）に示すように、前記構造の整流部材２０Ｇを開口部１８の周囲を囲んで設置することにより、開口部１８は整流部材２０Ｇの整流壁部２１Ｇにより空間１９と仕切られ、空間１９からの渦気流が、流入側接続通路１５より開口部１８を介して流動する上昇気流を阻害することを抑制できる。なお、図３（ｃ）に示すように、本発明の減圧脱泡装置における整流部材は、整流部材の導出部が空間１９側に向かないように設置されていることが好ましい。
【００６１】
図３（ｄ）に示す整流部材２０Ｈは、導入部２３Ｈおよび導出部２４Ｈを有する管状であり、開口部１８の周囲を囲む壁部のうち、空間１９とは反対側に位置する壁面の上部が一部切除された形状をしている。図３（ｄ）に示す整流部材２０Ｈにおいても、開口部１８は整流部材２０Ｈの整流壁部２１Ｈにより空間１９と仕切られ、空間１９からの渦気流が、流入側接続通路１５より開口部１８を介して流動する上昇気流を阻害することを抑制できる。
【００６２】
図４は本発明の減圧脱泡装置に適用される整流部材の他の実施形態を示すもので、図４（ａ）は第９の実施形態の整流部材を示す部分断面斜視図、図４（ｂ）は第１０の実施形態の整流部材を示す部分断面斜視図、図４（ｃ）は第１１の実施形態の整流部材を示す部分断面斜視図である。
【００６３】
図４（ａ）に示す整流部材２０Ｊは、図２（ａ）に示す整流部材２０が導出部を空間１９とは反対方向に向くように折り曲げられた構造をした管状をしている。図４（ａ）に示す整流部材２０Ｊは、空間１９と開口部１８とを仕切る整流壁部２１Ｊの内面２２Ｊが、整流部材２０Ｊ内に開口部１８と導入部２３Ｊを介して流入したガス流を導出部２４Ｊへ誘導する案内面として機能している。図４（ｂ）に示す整流部材２０Ｋも前記形態同様、空間１９からの渦気流が、流入側接続通路１５より開口部１８を介して流動する上昇気流を阻害することを抑制できる。
【００６４】
図４（ｂ）に示す整流部材２０Ｋは、図４（ａ）に示す整流部材２０Ｊにおける整流壁部２１Ｊの内面２２Ｊで形成される案内面が、曲線的に屈曲して形成された構造となっている。図４（ｂ）に示す整流部材２０Ｋは、整流壁部２１Ｋの内面２２Ｋが、整流部材２０Ｋ内に開口部１８と導入部２３Ｋを介して流入したガス流を導出部２４Ｋへ誘導する案内面として機能している。図４（ｂ）に示す整流部材２０Ｋも前記形態同様、空間１９からの渦気流が、流入側接続通路１５より開口部１８を介して流動する上昇気流を阻害することを抑制できる。
【００６５】
また、本発明の減圧脱泡装置において、図４（ｃ）に示す整流部材２０Ｌのように、円筒形状（管形状）の管軸方向が鉛直方向に対して傾いた状態で、導出部２４Ｌが空間１９とは反対方向に開口されてなることもできる。図４（ｃ）に示す整流部材２０Ｌは、整流壁部２１Ｌの内面２２Ｌが、整流部材２０Ｌ内に開口部１８と導入部２３Ｌを介して流入したガス流を導出部２４Ｌへ誘導する案内面として機能している。このような構造の整流部材２０Ｌを図４（ｃ）に示すように開口部１８の周囲に設置することにより、空間１９からの渦気流が、流入側接続通路１５より開口部１８を介して流動する上昇気流を阻害することを抑制できる。
【００６６】
本発明の減圧脱泡装置において、溶融ガラスからのガス成分の滞留を解消することができる限り、溶融ガラスＧの上方に形成するガス流の流通方向は特に限定されない。図１に示すガス流Ｆの流通方向とは反対方向、すなわち、減圧脱泡槽３の下流側から上流側に向かうガス流であってもよい。この場合、減圧脱泡槽３天井部の下流側に設けられた接続通路１５が雰囲気制御部１６から減圧脱泡槽３へと流れるガス流の通路をなす流出側接続通路となり、減圧脱泡槽３天井部の上流側に設けられた接続通路１４が減圧脱泡槽３から雰囲気制御部１６へと流れるガス流の通路をなす流入側接続通路となる。そのため、ガス流の流通方向（循環方向）が図１に示すガス流Ｆと逆方向の場合は、接続通路１４と雰囲気制御部１６により形成された開口部周囲に前記した整流部材を設ける構成とすればよい。この場合、流入側接続通路を雰囲気制御部１６の外周部側壁１６Ｄよりも内側に設け、当該流入側接続通路の出口側の開口部周囲に整流部材が設けられているので、雰囲気制御部１６の外周部側壁１６Ｄ側の外周部に形成された空間側に生じた渦気流により、流入側接続通路を上昇する上昇気流の流れが阻害されるのを防止することができる。
【００６７】
また、図１に示す減圧脱泡装置１００では、減圧脱泡槽３の長手方向全体にわたって、溶融ガラスＧの流通方向と同一方向のガス流Ｆが形成されているが、溶融ガラスからのガス成分の滞留を解消することができる限り、溶融ガラスＧの上部空間に複数のガス流を形成してもよい。複数のガス流は溶融ガラスＧの流通方向と同一であってもよく、または反対方向であってもよい。
【００６８】
また、図示した態様では、２本の接続通路１４、１５の位置関係が上流側および下流側であるが、接続通路の位置関係はこれに限定されない。たとえば、２本の接続通路の位置関係を図面手前側および奥側にしてもよい。この場合、減圧脱泡槽３と雰囲気制御部１６とを流れるガス流の方向は、図示した態様でのガス流Ｆの方向と直交する方向（雰囲気制御部１６におけるガス流の方向が、それぞれ、図面手前側および奥側、または、図面奥側および手前側）となる。この場合、減圧脱泡槽３内におけるガス流Ｆの方向が、溶融ガラスＧの移動方向と直交する方向になる。図示した態様のように、減圧脱泡槽３が溶融ガラスＧの流動方向に長い形状である場合、減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧの上方におけるガス流Ｆの方向は、溶融ガラスＧの移動方向と同一方向または反対方向であることが、溶融ガラスＧからのガス成分の滞留を解消させるうえで好ましいが、減圧脱泡槽が縦横方向における長さに有意な差が無い形状（たとえば、減圧脱泡槽の平面形状が正方形、六角形、八角形等の形状）の場合、減圧脱泡槽３内におけるガス流Ｆの方向が、溶融ガラスＧの移動方向と直交する方向であって、溶融ガラスＧからのガス成分の滞留を解消することができる。
【００６９】
なお、本発明の減圧脱泡装置１００において、ガス供給手段によって供給するガスを利用する場合は、減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧの上部空間と雰囲気制御部１６とを流れるガス流Ｆにより、溶融ガラスＧからのガス成分の滞留を解消できればよいので、減圧脱泡の実施中、常時ガス流Ｆを生じさせておく必要は必ずしもない。溶融ガラスＧからのガス成分の滞留を解消できる限り、減圧脱泡の実施中、定期的にガス流Ｆを生じさせるのでもよく、例えば、１時間毎に１〜３０秒程度の割合でガス流Ｆを生じさせるのでもよい。なお、定期的にガス流Ｆを生じさせるためには、ガス供給手段（図示略）から定期的にガス流Ｆを供給すればよい。
また、本発明の減圧脱泡装置は、上記以外の構造を有していてもよい。たとえば、溶融ガラスＧの表面（液面）近くにガス流Ｆを形成するため、減圧脱泡槽３の天井部の内側にガス流Ｆを下方に誘導するための邪魔板を設けてもよい。
【００７０】
次に、図１に示す減圧脱泡装置１００の動作について説明する。
減圧脱泡装置１００にあっては、減圧脱泡槽３の内部を大気圧未満の所定の減圧状態に保持した状態で、減圧脱泡槽３に溶融ガラスＧを供給する。たとえば、減圧脱泡槽３は、その内部を５１〜６１３ｈＰａ（３８〜４６０ｍｍＨｇ）に減圧されている。減圧脱泡槽３の内部は、８０〜３３８ｈＰａ（６０〜２５３ｍｍＨｇ）に減圧されていることがより好ましい。
本実施形態の減圧脱泡装置１００を用いて減圧脱泡するガラスＧは、加熱溶融法により製造されるガラスである限り、組成的には制約されない。従って、ソーダライムガラスに代表されるソーダライムシリカ系ガラスやアルカリホウケイ酸ガラスのようなアルカリガラスであっても良い。
【００７１】
建築用または車両用の板ガラスに使用されるソーダライムガラスの場合には、酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ２：６５〜７５％、Ａｌ２Ｏ３：０〜３％、ＣａＯ：５〜１５％、ＭｇＯ：０〜１５％、Ｎａ２Ｏ：１０〜２０％、Ｋ２Ｏ：０〜３％、Ｌｉ２Ｏ：０〜５％、Ｆｅ２Ｏ３：０〜３％、ＴｉＯ２：０〜５％、ＣｅＯ２：０〜３％、ＢａＯ：０〜５％、ＳｒＯ：０〜５％、Ｂ２Ｏ３：０〜５％、ＺｎＯ：０〜５％、ＺｒＯ２：０〜５％、ＳｎＯ２：０〜３％、ＳＯ３：０〜０.３％という組成を有することが好ましい。
【００７２】
液晶ディスプレイ用の基板に使用される無アルカリガラスの場合には、酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ２：３９〜７０％、Ａｌ２Ｏ３：３〜２５％、Ｂ２Ｏ３：１〜２０％、ＭｇＯ：０〜１０％、ＣａＯ：０〜１７％、ＳｒＯ：０〜２０％、ＢａＯ：０〜３０％という組成を有することが好ましい。
プラズマディスプレイ用の基板に使用される混合アルカリ系ガラスの場合には、酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ２：５０〜７５％、Ａｌ２Ｏ３：０〜１５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ：６〜２４％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ：６〜２４％、という組成を有することが好ましい。
【００７３】
本発明に係るガラス製品の製造装置は、前述した減圧脱泡装置１００と、減圧脱泡装置１００よりも上流側に設けられたガラス原料を溶融して溶融ガラスを製造する溶融手段（溶融装置）と、減圧脱泡装置１００よりも下流側に設けられた溶融ガラスを成形する成形手段（成形装置）２００と、成形後のガラスを徐冷する徐冷手段（徐冷装置）と、を備える装置である。なお、溶融手段、成形手段、徐冷手段については、公知技術の範囲である。たとえば、溶融手段においては、所望の組成になるように調整したガラス原料を溶融槽に投入し、ガラスの種類に応じた所定の温度、たとえば、建築用や車両用等のソーダライムガラスの場合、約１４００〜１６００℃に加熱してガラス原料を溶融して溶融ガラスを得る。たとえば、成形手段としては、フロート法、フュージョン法またはダウンロード法などによる成形装置が挙げられる。
【００７４】
前記の中でもフロート法のためのフロートバスを用いた成形手段が薄板状ガラスから厚板状ガラスまでの広範囲の厚さの高品質なガラス板を大量に製造できる理由から好ましい。たとえば、徐冷手段としては、成形後のガラスの温度を徐々に下げるための機構を備えた徐冷炉が一般的に用いられる。徐々に温度を下げる機構は、燃焼ガスまたは電気ヒータにより、その出力が制御された熱量を、炉内の必要位置に供給して成形後のガラスを徐冷する。これによって、成形後のガラスに内在する残留応力を無くすることができる。
【００７５】
次に、本発明のガラス製品の製造方法について説明する。図５は、本発明のガラス製品の製造方法の一実施形態のフロー図である。
本発明のガラス製品の製造方法は、前述の減圧脱泡装置１００を用いることを特徴とする。本発明のガラス製品の製造方法は、一例として、前述の減圧脱泡装置１００の前段の溶融手段により溶融ガラスを溶融して溶融ガラスを製造する溶融工程Ｋ１と、前述の減圧脱泡装置１００により溶融ガラスの減圧脱泡を行う脱泡工程Ｋ２と、前述の減圧脱泡装置１００よりも下流側で溶融ガラスを成形する成形工程Ｋ３と、その後工程において溶融ガラスを徐冷する徐冷工程Ｋ４と、徐冷後のガラスを切断する切断工程Ｋ５と、ガラス製品Ｋ６を得るガラス製品の製造方法である。
【００７６】
本発明のガラス製品の製造方法は、前述した減圧脱泡装置１００を利用することの他は、公知技術の範囲である。また、本発明のガラス製品の製造方法で利用する装置については、前述の通りである。図５では、本発明のガラス製品の製造方法の構成要素である溶融工程、および成形工程ならびに徐冷工程に加えて、さらに必要に応じて用いる切断工程、その他の後工程も示している。
【実施例】
【００７７】
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。【００７８】
実施例では、熱流体解析ソフトＦＬＵＥＮＴ（Ｆｌｕｅｎｔ社）を用いて減圧脱泡槽内の溶融ガラスＧの上部空間での気流解析を行い、減圧脱泡槽内の溶融ガラスの上部空間と雰囲気制御部とを流れるガス流（本解析においては循環するガス流）による溶融ガラスからのガス成分の滞留の解消を評価した。なお、減圧脱泡装置としては、図６に示す減圧脱泡装置１００Ｂのように、減圧脱泡槽３の上流側天井部の接続通路１４の開口部のガス導入点Ａ（溶融ガラスＧ表面からの高さｄ２を３８ｍｍ、減圧脱泡槽３の上流側端部から０．１ｍ）より上流から下流向き４５度の角度で、１０６０℃のＮ２ガスを体積流量２５ＮＬ／ｍｉｎにて供給するものとしてモデル化した。なお、図６に示す減圧脱泡装置１００Ｂは、シミュレーションに使用した計算モデルの減圧脱泡槽と雰囲気制御部近傍の要部のみを示しており、図１に示す構成要素と同じ要素には同じ符号を付した。【００７９】
モデルとして使用した減圧脱泡装置１００Ｂの各部の寸法は以下の通りである。
・減圧脱泡槽３：全長Ｌ１＝１０ｍ、高さｄ１＝１ｍ（断面半円形状）、溶融ガラスＧの上部空間の高さｄ３＝０．５ｍ
・雰囲気制御部１６：全長Ｌ２＝１１ｍ、高さＨ＝２ｍ（円筒形状）
・接続管１４Ａ、１５Ａ：全長０．８ｍ、内径０．３ｍ（円筒形状）
接続管１４Ａは、減圧脱泡槽３の上流側端部から０．１ｍ、および雰囲気制御部１６の上流側端部から０．６ｍの位置とした。接続管１５Ａは、減圧脱泡槽３の下流側端部から０．１ｍの位置とし、開口部１８は雰囲気制御部１６の下流側端部の内壁からの距離Ｄ１を０．６ｍとした。
・排気口１７：内径０．０５ｍ。雰囲気制御部１６の長手方向中央の天井部に設けた。【００８０】
減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧの上部空間内の圧力および雰囲気制御部１６内の圧力３５０ｍｍＨｇ、減圧脱泡槽３の温度１４００℃、雰囲気制御部１６の天井部１６Ａの温度１００℃、雰囲気制御部１６の床部１６Ｂの温度２００℃の場合について解析を行った。
気流解析には、非反応化学種の輸送モデル、標準ｋ−εモデル、標準壁関数を採用した。入口拡散、拡散エネルギー、および減圧脱泡槽３内での溶融ガラスＧの動きについては考慮せず、その他の設定パラメータはデフォルト値を使用した。気流解析の流体物性は、ＦＬＵＥＮＴデータベース内のＮ２および揮散Ｈ２Ｏからなる混合物の値（下記）を用いた。【００８１】
・粘度：１．７２×１０−５［ｋｇ／ｍ・ｓ］
・熱伝導率：０．０４５４［Ｗ／ｍ・Ｋ］
・質量拡散係数：２．８８×１０−５［ｍ２／ｓ］
・密度：ρ＝ｐＭｗ／ＲＴ（非圧縮性理想気体方程式）
・比熱：ｃｐ＝ΣｉＹｊｃｐ，ｉ（化学種による比熱の質量分率平均式）［Ｊ／ｋｇ・Ｋ］
減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧからは、ＳＯ３、Ｏ２、Ｂ２Ｏ３、Ｈ２Ｏ等、複数のガスが揮散すると考えられるが、本解析では便宜上Ｈ２Ｏのみが溶融ガラスＧの表面から垂直上向きに体積流量１４．５５ＮＬ／ｍｉｎで揮散すると仮定した。【００８２】
（実施例）
図６および図２（ａ）に示すように、接続通路（流入側接続通路）１５の開口部１８の周囲に、肉厚１．０ｍｍ、内径０．３ｍ、高さｈを１ｍ（円筒形状）とした整流部材２０を、自重により設置した。
（比較例）
整流部材を設置しないこと以外は、実施例と同じ条件でシミュレーション解析をした。【００８３】
図７に、実施例および比較例の接続通路１５近傍の雰囲気制御部１６の気流解析結果を示す。図７（ａ）は実施例の気流解析結果を示す図であり、図７（ｂ）は比較例の気流解析結果を示す図である。図７（ａ）に示すように、流入側接続通路１５の出口側の開口部１８の周囲に整流部材２０を設けた本発明に係る実施例では、流入側接続通路１５から開口部１８を介して雰囲気制御部１６へと流入するガス流Ｓ１が渦気流Ｓ２に阻害されることなく、安定な流れを形成している。これに対し、図７（ｂ）に示す比較例では、外周部の空間からの渦気流Ｓ２が、流入側接続通路１５から開口部１８を介して雰囲気制御部１６へと流入するガス流Ｓ１の上昇を阻害している。渦気流Ｓ２の強さは上昇気流Ｓ１の強さや周囲の温度環境等によって変化するため、このような状況では上昇気流Ｓ１の流れが不安定になり、それが原因となってガス流Ｆも不安定になってしまう。この結果より、整流部材が設けられている本発明に係る減圧脱泡装置は、減圧脱泡槽内の溶融ガラスの上部空間と雰囲気制御部とを循環するガス流の流速が安定化され、溶融ガラスからのガス成分の滞留を安定して解消でき、減圧脱泡性能のバラつきを抑制して、減圧脱泡の効果を向上させることができる。【００８４】
図８は、実施例および比較例について、減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧの上部空間の圧力を、上流側から下流側までプロットしたグラフである。図８において、横軸は減圧脱泡槽の上流側端部（上流端）からの位置を減圧脱泡槽３の全長に対して規格化した座標（規格化座標）であり、縦軸は比較例における減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧの上部空間の上流端の圧力を１として規格化した圧力（規格化圧力）である。図８の結果より、整流部材２０を設けた本発明に係る実施例では、比較例よりも減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧの上部空間の上流端と下流端との圧力差が大きくなっており、溶融ガラスＧの上部空間のガス流の流れ（循環）状態が良好であることがわかる。これに対し、比較例では、減圧脱泡槽３内の溶融ガラスＧの上部空間の上流端と下流端との圧力差が小さいため、溶融ガラスＧの上部空間のガス流の流れ（循環）が弱いことがわかる。これは、図７に示すように、整流部材２０を有さない比較例では、流入側接続通路１５の開口部１８付近を通過するガス流である上昇気流が、外周部の空間からの渦気流により妨害され、開口部１８付近でガス流の流速が低下するとともに、妨害されたガス流の一部が減圧脱泡槽３の下流端側へと逆流するため、減圧脱泡槽３の下流側の溶融ガラスＧの上部空間の圧力が上昇したためと考えられる。【００８５】
図９は、実施例および比較例について、減圧脱泡槽３から接続通路１４を介して雰囲気制御部１６へと排出されるガス（上流排出ガス）の流量、および、減圧脱泡槽３から流入側接続通路１５を介して雰囲気制御部１６へと排出されるガス（下流排出ガス）の流量を示したグラフである。図９において、各ガスの排出流量は、実施例の下流排出ガスの流量を１として規格化して示した。図９の結果より、整流部材２０を設けた本発明に係る実施例では、上流排出ガスの流量がマイナス、すなわち、雰囲気制御部１６から接続通路１４を介して減圧脱泡槽３へとガス流が流れており、ガス流の流れ（循環）状況が良好であることがわかる。これに対し、比較例では、上流排出ガスの流量がプラス、すなわち、減圧脱泡槽３から接続通路１４を介して雰囲気制御部１６へとガス流が流れており、溶融ガラスＧの上部空間において、上流側から下流側へと流れるガスの流量が減少し、ガス流の流れ（循環）が弱いことがわかる。【００８６】
以上の結果より、整流部材が設けられている本発明に係る減圧脱泡装置は、減圧脱泡槽内の溶融ガラスの上部空間と雰囲気制御部とを流れるガス流の流速が安定化され、溶融ガラスからのガス成分の滞留を安定して解消でき、減圧脱泡性能のバラつきを抑制して、減圧脱泡の効果を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明の減圧脱泡装置によれば、減圧脱泡の効果を向上させ、高品質のガラス製品を生産性良く、製造することができる。本発明の減圧脱泡装置、減圧脱泡方法、ガラス製品の製造装置、およびガラス製品の製造方法は、建材用、車両用、液晶表示装置・プラズマディスプレイ装置・有機ＥＬディスプレイ装置等のフラットパネルディスプレイ用、光学用、医療用、その他幅の広いガラス製品の製造に利用できる。
なお、２０１０年７月３０日に出願された日本特許出願２０１０−１７２２３０号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。
【符号の説明】
【００８８】
１…溶融槽、２…減圧ハウジング、３…減圧脱泡槽、５…上昇管、６…下降管、７…断熱材、８、９…外管、１１…導管、１２…上流ピット、１３…下流ピット、１４…接続通路（流出側接続通路）、１４Ａ…接続管（流出側接続管）１５…接続通路（流入側接続通路）、１５Ａ…接続管（流入側接続管）、１６…雰囲気制御部、１７…排気口、１８…開口部、１９…雰囲気制御部の外周部の空間、２０、２０Ｅ、２０Ｆ、２０Ｈ、２０Ｊ、２０Ｋ、２０Ｌ…整流部材、２１、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ、２１Ｅ、２１Ｆ、２１Ｇ、２１Ｊ、２１Ｋ、２１Ｌ…整流壁部、２２、２２Ｊ、２２Ｋ、２２Ｌ…整流壁部内面（案内面）、２３、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄ、２３Ｇ、２３Ｈ、２３Ｊ、２３Ｋ、２３Ｌ…導入部、２４、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ、２４Ｇ、２４Ｈ、２４Ｊ、２４Ｋ、２４Ｌ…導出部、１００…減圧脱泡装置、Ｆ…ガス流、２００…成形装置、Ｇ…溶融ガラス、Ｓ１…上昇気流、Ｓ２…渦気流。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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